通过速度滤波规避超声定位显微镜中的分辨率-时间权衡

超声定位显微镜（ULM）利用血管内造影剂（微泡）提供了一种经济高效的微血管成像方式。然而，ULM在采集时间与空间分辨率之间存在根本性的权衡，这使其临床转化面临挑战。在本文中，为规避该权衡，我们引入了一种称为速度滤波的时空滤波操作，它能够根据对比剂的矢量速度将其分离为不同组，从而减少定位步骤中的干扰，同时无需追踪单个微泡即可提供超分辨率的血流速度映射。作为附带益处，速度滤波器在微泡定位之前提供噪声抑制，通常可使组织中的穿透深度显著增加4cm或更多。我们对速度滤波器的性能进行了理论分析。数值实验证实，所提出的速度滤波器能够根据微泡运动的速度和方向将其分离。结合后续的微泡中心定位（例如通过匹配滤波），速度滤波器显著改善了重建血管的质量并提供血流信息。总体而言，本文提出的成像流程能够在保持空间分辨率的同时使用更高浓度的微泡，从而有助于规避采集时间与空间分辨率之间的权衡。方便的是，由于速度滤波操作可通过快速傅里叶变换（FFTs）实现，它支持快速且潜在的实时实现。我们相信所提出的速度滤波方法有潜力为ULM的临床转化铺平道路。